煤矿井下大直径特厚煤层综放面主斜井合理位置的确定

煤矿井下大直径特厚煤层综放面主斜井合理位置的确定

山西浦县豹子沟煤矿有限公司是原山西煤炭进出口集团豹子沟煤矿有限公司、山西浦县杨坂煤矿有限公司和山西浦县丽台煤矿有限公司的组合。井田内有可采煤层3层,分别为2#、9#、10+11#,井田面积11.1886平方公里,可采储量5305.8万吨,生产能力90万吨/年,服务年限42.1年。其中,上组煤2#煤层距下组煤9#煤层平均层间距为82.5m,9#煤层距10+11#煤层平均层间距1.25m。根据优化后的设计,矿井采用斜井开拓,首采综放工作面布置在下组煤副斜井北部(上方2#煤已开采)。主斜井设计断面为半圆拱,净宽5m,墙高2.2m,净断面20.8m2,倾角-17°,设计长度702m,预计389m处见2#煤层。1主斜井中地层基本特征2#煤从2011年3月5日主斜井施工开始后,我们就把主斜井穿越2#煤层确定为重大危险源。首先,主斜井布置位置在原整合图纸中虽为实体煤,但考虑到整合前图纸的真实性比较差,推测在过2#煤层时可能存在采空区,再考虑到等高线偏差,预计通过位置在389m前后50m范围内。2011年7月9日在主斜井302m处采用YTD-400(A)全方位探测仪对其掘进工作面进行了超前探测,结果发现在345m处高阻异常,达到120,多处达到105(正常值为80~90),初步确定穿越2#煤层存在采空区(见物探探测结果图)。后在该处设计布置了3个垂直向钻孔和3个倾斜向钻孔(见钻孔布置图),靠巷道左侧的一个垂直向钻孔(11m)和一个倾斜向钻孔(43m)探出采空区,其他孔未见异常,确定2#煤采空区在井筒的左侧,从345m处开始穿越。2施工方案的确定在确定采空区位置后,我们召集相关领导、工程技术人员、项目部、监理方共同确定施工方案,在比较多种支护方式后,一致认为项目部提出的:“U型钢+水泥背板+喷浆”的支护方式,在保证支护效果的前提下,也比较简单易行。为此,特制定过采空区方案如下。2.1支掘tm支2m当巷道迎头距2#煤采空区10m处,开始采用“短掘短支(掘1m支1m)”的施工工艺。即全断面1次性打眼,分次装药、分次爆破,每次爆破进尺为1.0m,待工作面迎头进行永久支护完毕后方可进入下一循环施工。2.2极限情况下,把小断面与采空区贯通先将采空区探通,在确认无水、瓦斯不超限的情况下,通过小断面与采空区贯通,然后在保证支护的情况下,逐步扩大贯通断面,直至达到设计要求为止。2.3锚索的布置和锚固剂的使用锚网支护标准同原设计;锚索采用Φ15.24mm长6m的钢绞线,支护自顶向两侧布置,每排三根,间排距1.5×2m,每根锚索使用CK2360型树脂锚固剂4根,抗拔力不得低于200KN;喷射混凝土厚度50mm,强度C20。当2#煤底板升到井筒顶板6m以上且井筒顶板岩性完整时锚索不再使用,恢复原设计施工工艺。2.4管道内钢管的释放制定封闭采空区专项措施,在确保所通过采空区不漏风情况下,在密闭墙上安设“三管”:排水管、观察管、注浆管。排水管:在密闭墙正中预埋一根Φ108mm钢管,位置在底板往上500mm,钢管的一端露出采空区500mm,另一端露出巷道150mm。观察管:在密闭墙正中预埋1根Φ108mm钢管,位置在底板往上1000-1500mm范围,钢管的一端露出采空区200mm,另一端露出巷道150mm。并设置能打开的密闭阀门,作为观察孔。注浆管:在密闭墙上预埋1根Φ108mm钢管,位置在密贴老空顶板处,钢管的一端露出采空区200mm,另一端露出巷道150mm,并设置能打开的密闭阀门作为注浆孔,预防以后采取加固施工时注浆。2.5防止u型钢整体下沉采用“U型钢+水泥背板+喷浆”的支护,要求U型钢支在用钢筋混凝土做的底梁上,防止U型钢整体下沉。底梁规格:1000×1000mm混凝土实底,箍与箍的距离为1000mm,当顶板破碎时,距离缩小到600mm。2.6采空区顶板喷浆支护(1)巷道两帮遇采空区:在直接对采空区进行风筒通风并排除瓦斯、水、顶板、底板、围岩等安全隐患后,通过打点柱的方式临时维护好采空区内顶板。然后作业人员进入点柱支护区内,采用水泥背板搭接成垛,按每3m一垛将采空区顶板背严背实,再通过喷浆进一步加固支护。(2)巷道顶部遇采空区:打通采空区后,如钢箍架顶部不能与冒落顶部直接接顶,则通过敲帮问顶将采空区内的危岩、活矸清理掉后,首先对巷道进行临时支护,其次按要求支好U型钢架,然后采用80×150×1200mm的水泥背板井字型搭接接顶并用木楔背严背牢,最后对巷道进行喷浆。(3)巷道底部遇采空区:当巷道迎头底板距采空区顶板垂深小于3m时,巷道前方停止掘进,将工作面的重型机械设备撤到后方安全地点,通过对巷道底板进行钻孔与采空区钻通,采用注浆的方式将底板采空区充实填满,并封闭钻孔后,方可进行下一步掘进施工。2.7加强“一卡通三防”管理与“敲帮问顶”制度严格执行好领导下井带班制度;重点加强“一通三防”管理与“敲帮问顶”制度;每班汇报当班具体施工情况,遇到问题要及时采取有效的手段解决。3做好采空区的自身实测,确保了施工质量(1)由于考虑到可能存在采空区,所以我们做到超前考虑、超前安排、超前管理,做到了技术先行。(2)采用了较为先进的全方位探测仪,对巷道前方有了一定的预见性,通过钻探核实,在未过采空区时对采空区的状况已经做到心中有数,便于提前制定较为合理的